CN112453100A - 一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，采用电炉冶炼、氩氧炉精炼、铸锭、电渣重熔、锻造、管坯加工、穿孔、冷拔、热处理相结合的方式，优化工艺参数，获得的φ762×48mm大口径镍基合金无缝管材质纯净，成分均匀，晶粒度可控，抗腐蚀性能好，检验结果符合ASTM B423标准的技术要求。本发明可有效保证产品质量，成材率高，便于批量化生产，可以替代进口，满足了国内大型炼油装置对于大口径厚壁镍基合金无缝管的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法。
背景技术
炼油加氢装置工艺管道用大口径合金UNS NO8825无缝管，是新一代炼油加氢装置工艺管道中的重要部件，其性能决定能接受的原油油品质量，装置的开车时间，以及装置的检修周期。管道的工作环境为高硫高酸，腐蚀性极强，所以需要要求性能指标更高、安全性更好、设计寿命更长的管道。此前该管道一直依赖进口，国内曾用斜轧穿孔+冷轧冷拔进行试制，但无法生产出性能合格的φ600mm以上口径的大直径厚壁镍基无缝钢管。
发明内容
本发明的目的是提供一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法。其特征在于包括如下步骤：
1)冶炼：电炉冶炼，氩氧炉精炼，铸锭；
2)电渣重熔：去除钢中有害元素及夹杂物，进一步优化组织；
3)锻造：控制锻前加热升温速度、锻造压下量、开锻及终锻温度，经三墩三拔后锻至φ760；
4)管坯加工：锻后坯料头尾充分切除，保证缩孔和偏析部分全部去除，端部钻通孔直径为45mm，外表面剥皮至φ750mm；
5)穿孔：控制穿孔前管坯加热工艺，在允许范围内选择较低的穿孔速度，应变速率≤0.5s-1，并在穿孔后进行急冷，一穿规格φ750×120mm，二穿规格φ775×55，穿孔结束后入水池急冷；
6)酸洗，冷拔至φ762×48mm，再热处理后矫直。
进一步地，所述步骤1)中，电炉冶炼，严格控制炼钢原料，采用电解镍、高碳铬铁、微碳铬铁、钼铁、纯铜、低P原料钢，1550～1620℃出炉转中间包；氩氧炉精炼，所有原辅材料500℃以上烘烤一定时间后根据分析结果进行配料和补加料；精炼结束后进行钢包吊运，浇铸电极，浇铸前保护渣、发热剂、耐火材料均如烘房烘烤干燥后使用，氩气保护浇铸，浇铸温度1490℃～1530℃，钢锭脱模，修磨后经液体渗透检验合格，线性及圆形缺陷及时修磨干净。
进一步地，所述步骤2)中，使用10T电渣炉，选取2059预熔渣进行电渣重熔，重熔过程中全程氩气保护，控制熔速8～10Kg/min。
进一步地，所述步骤3)中，冷炉加热，升温速度不大于150℃/h，加热到600℃以上后，加大加热速度，1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min，出炉锻造，开锻温度≥1100℃，第一火轻拍，总压下量≤10％，钢坯表面温度即将到达停锻温度(900℃)时停锻回炉，回炉加热到1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min后出炉锻造。
进一步地，所述步骤5)中，将管坯装炉，以不高于150℃/h的速率升温到800℃后，快速升温至1000℃～1050℃，保温1～2h，继续升温至1080℃～1120℃，保温7.5h，加热过程中全程监控坯料温度，高温段保温区间坯料头尾温差不超过50℃，顶头冷却水压力开到最大，防止毛管内壁温度过高，一穿后回炉，加热至1000℃～1100℃出炉二穿。
进一步地，所述步骤6)中，使用硝酸和氢氟酸混合溶液酸洗，将钢管调入酸池，酸池保持40～60℃，酸洗200分钟左右吊出冲洗，对表面缺陷进行修磨，焊头，涂料，使用1000冷拔机拉拔至φ762×48mm，去油后进行成品热处理，加热至926～954℃，保温150min，出炉流动水急冷，冷却后钢管及时进行矫直。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
对于炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管，此前国内无厂家可以生产，本发明采用电炉冶炼、氩氧炉精炼、铸锭、电渣重熔、锻造、管坯加工、穿孔、冷拔、热处理相结合的方式，优化工艺参数，获得的φ762×48mm大口径镍基合金无缝管材质纯净，成分均匀，晶粒度可控，抗腐蚀性能好，检验结果符合ASTM B423标准的技术要求。生产工艺成熟，产品性能稳定，成材率高，便于批量化生产，满足了国内大型炼油装置对于大口径厚壁镍基合金无缝管的使用需求。
附图说明
图1为本发明工艺流程框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的目标产品为钢牌号UNS NO8825，成品规格φ762×48mm大口径镍基合金无缝管，用于恒力石化2000万吨炼油装置。762mm为直径，48mm为壁厚。生产方法包括以下步骤：
1)冶炼：电炉冶炼，严格控制炼钢原料，采用电解镍、高碳铬铁、微碳铬铁、钼铁、纯铜、低P原料钢，1550～1620℃出炉转中间包；氩氧炉精炼，所有原辅材料500℃以上烘烤一定时间后根据分析结果进行配料和补加料；精炼结束后进行钢包吊运，浇铸电极，浇铸前保护渣、发热剂、耐火材料均如烘房烘烤干燥后使用，氩气保护浇铸，浇铸温度1490℃～1530℃，钢锭脱模，修磨后经液体渗透检验合格，线性及圆形缺陷及时修磨干净。
2)电渣重熔：使用10T电渣炉，选取2059预熔渣进行电渣重熔，重熔过程中全程氩气保护，控制熔速8～10Kg/min，通过电渣重熔去除钢中有害元素及夹杂物，进一步优化组织。
3)锻造：冷炉加热，升温速度不大于150℃/h，加热到600℃以上后，加大加热速度，1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min，出炉锻造，开锻温度≥1100℃，第一火轻拍，总压下量≤10％，钢坯表面温度即将到达停锻温度(900℃)时，停锻回炉，回炉加热到1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min后出炉锻造，三墩三拔后锻至φ760。
4)管坯加工：锻后坯料头尾充分切除，保证缩孔和偏析部分全部去除。端部钻通孔直径为45mm。外表面剥皮至φ750mm，装炉加热。
5)穿孔：管坯装炉后，以不高于150℃/h的速率升温到800℃，在800℃后快速升温至1000℃～1050℃，保温1～2h，继续升温至1080℃～1120℃，保温7.5h。加热过程中全程监控坯料温度，高温段保温区间坯料头尾温差不超过50℃，在允许范围内选择较低的穿孔/轧制速度，应变速率≤0.5s-1，顶头冷却水压力开到最大，防止毛管内壁温度过高，一穿规格φ750×120mm，穿孔后回炉，加热至1000℃～1100℃出炉二穿，规格φ775×55，穿孔结束后入水池急冷。
6)酸洗：使用硝酸和氢氟酸混合溶液，将钢管调入酸池，酸池保持40～60℃，酸洗200分钟左右吊出冲洗。
7)润滑：目视检查钢管表面质量，对表面缺陷进行修磨。
8)焊头、涂料。
9)冷拔：使用1000冷拔机拉拔至φ762×48mm。
10)热处理：去油后采用箱式热处理炉进行成品热处理，加热至926～954℃，保温150min，出炉流动水急冷。
11)矫直：冷却后钢管及时进行矫直。
12)酸洗钝化：成品管酸洗、钝化和冲洗后，再吊入清水池内清洗，以确保钢管表面清洁白亮无水迹，清水池内的水温保持在40～60℃。冲洗和清水池的水质要保证氯离子含量≤25ppm，氟离子含量≤2ppm。
13)成品检测：化学成分、力学性能、晶粒度、晶间腐蚀等各项检验结果符合ASTMB423标准的技术要求。
化学成分分析
拉伸试验
晶粒度和显微组织检测
晶间腐蚀试验
非金属夹杂物检测
14)喷标、包装、入库。
Claims (6)
1.一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1)冶炼：电炉冶炼，氩氧炉精炼，铸锭；
2)电渣重熔：去除钢中有害元素及夹杂物，进一步优化组织；
3)锻造：控制锻前加热升温速度、锻造压下量、开锻及终锻温度，经三墩三拔后锻至φ760；
4)管坯加工：锻后坯料头尾充分切除，保证缩孔和偏析部分全部去除，端部钻通孔直径为45mm，外表面剥皮至φ750mm；
5)穿孔：控制穿孔前管坯加热工艺，在允许范围内选择较低的穿孔速度，应变速率≤0.5s-1，并在穿孔后进行急冷，一穿规格φ750×120mm，二穿规格φ775×55，穿孔结束后入水池急冷；
6)酸洗，冷拔至φ762×48mm，热处理后矫直。
2.如权利要求1所述的一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述步骤1中，电炉冶炼，严格控制炼钢原料，采用电解镍、高碳铬铁、微碳铬铁、钼铁、纯铜、低P原料钢，1550～1620℃出炉转中间包；氩氧炉精炼，所有原辅材料500℃以上烘烤一定时间后根据分析结果进行配料和补加料；精炼结束后进行钢包吊运，浇铸电极，浇铸前保护渣、发热剂、耐火材料均如烘房烘烤干燥后使用，氩气保护浇铸，浇铸温度1490℃～1530℃，钢锭脱模，修磨后经液体渗透检验合格，线性及圆形缺陷及时修磨干净。
3.如权利要求1所述的一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述步骤2中，使用10T电渣炉，选取2059预熔渣进行电渣重熔，重熔过程中全程氩气保护，控制熔速8～10Kg/min。
4.如权利要求1所述的一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述步骤3中，冷炉加热，升温速度不大于150℃/h，加热到600℃以上后，加大加热速度，1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min，出炉锻造，开锻温度≥1100℃，第一火轻拍，总压下量≤10％，钢坯表面温度即将到达停锻温度(900℃)时停锻回炉，回炉加热到1000～1050℃保温210min，继续升温至1130±15℃，保温630min后出炉锻造。
5.如权利要求1所述的一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述步骤5中，将管坯装炉，以不高于150℃/h的速率升温到800℃后，快速升温至1000℃～1050℃，保温1～2h，继续升温至1080℃～1120℃，保温7.5h，加热过程中全程监控坯料温度，高温段保温区间坯料头尾温差不超过50℃，顶头冷却水压力开到最大，防止毛管内壁温度过高，一穿后回炉，加热至1000℃～1100℃出炉二穿。
6.如权利要求1所述的一种炼油装置用φ762×48mm大口径镍基合金无缝管的生产方法，其特征在于，所述步骤6中，使用硝酸和氢氟酸混合溶液酸洗，将钢管调入酸池，酸池保持40～60℃，酸洗200分钟左右吊出冲洗，对表面缺陷进行修磨，焊头，涂料，使用1000冷拔机拉拔至φ762×48mm，去油后进行成品热处理，加热至926～954℃，保温150min，出炉流动水急冷，冷却后钢管及时进行矫直。
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